电源和电流课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,1,节 电源和电流,一、电流的形成,1、什么是电流：导体中,电荷,的,定向移动,形成电流。,条件,1,：,存在自由电荷,金属导体,自由电子，电解液,正、负离子,问：,有自由电荷就形成电流吗？,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,瞬间电流,电流消失,一、电流的形成,1,、导体中,电荷,的,定向移动,形成电流。,条件,2,：,导体两端存在电势差。,电源,电源,的主要作用是维持导体两端的电压,。（能把自由电子从正极搬到负极的装置,.,）形成持续电流！,电源是提供电压的装置。 把其他形式的能转换成电能的装置叫做电源。,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,搬运工,利用非静电力,!,条件,1,：,存在自由电荷。,一、电流的形成,2,、导体中电流的形成。,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,二、电路中的电场,1,、导线中,电场,的形成：,导线本身是由许多带电粒子（电子和质子）组成，当它和电源连通后，在电源两极上的正负电荷激发的电场作用下，导线的表面以及导线接头处会有电荷积累，正是这些电荷激发了导线内外的电场，也正是依靠这些电荷才保证导线内部的场强沿导线方向，所以导线中的电场，是,由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的,，并且形成过程是在接通电源后的极短时间内（以光速）完成的。,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,二、电路中的电场,1,、导线中,电场,的形成：,导线与电源连通后，导线内部很快形成沿导线切线方向的电场，这个,电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的,，尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以,电荷,的分布是稳定的，,电场,的分布也不会随时间变化，这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场。,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,静电场一样,二、电路中的电场,1,、导线中,电场,的形成：,（,1,）导线内的电场线和导线平行。为什么？,（,2,）在静电场中所学的电势、电势差及电场强度的关系，在此照用。,三、恒定电流,1,、,恒定,电流：大小、,方向,都不随时间变化的电流。,2,、电流：,物理上把通过导体横截面的电荷量,q,跟通过这些电荷量所用的时间,t,的比值称为电流。,表示,电流强弱,程度的物理量。,3,、单位：,安培,（简称安）,，,符号：,A,4,、公式：,表示在时间,t,内通过导体横截面的电荷量。,电流,平均电流,三、恒定电流,5,、说明,（,1,）电流方向的规定：规定,正电荷定向移动的方向,为电流方向。,（,2,）金属导体中电流的方向与,自由电子定向移动的方向相反,。,（,3,）电解液中,正、负离子定向移动方向虽然相反,，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，此时：,（,4,）电流强度虽然有大小和方向，但不是矢量，而是一个,标量,。,四、电流的微观意义,1,、说明,一个粗细均匀的，长为,L,的导体，两端加一定电压，导体中的自由电荷沿导体定向,移动的速率为,v,，设导体的,横截面积为,S,，导体每,单位体积内的自由电荷数为,n,，,每个自由,电荷所带电量为,q,，求此导体中的电流是多少？,（这段导体中的自由电荷个数）,（总电荷量）,（这段导体中的自由电荷个数通过横截面积,S,所需要的时间）,（电流）,四、电流的微观意义,2,、例题,有一个横截面积,S=1mm,2,的铜导线，通过的电流,I=1A,。已知铜的密度为,=8.9,10,3,kg/m3,铜的摩尔质量为,6.4,10,2,kg/mol,阿佛加德罗常数为,N,A,= 6.02,10,23,mol,-1,，电子的电量为,e,。在这个问题中可以认为每个铜原子贡献一个自由电子。求铜导线中自由电子定向移动的速率,v,？,解析：设自由电子定向移动的速度为,v,，任意取一段导线，自由电子从左断移到右端时间为,t,，则这段导线长度为,vt,，体积为,vtS,，质量为,vtS,。这段导体中的原子个数为：,（也为导线中的自由电子个数）,定向移动速率非常小,!,四、电流的微观意义,3,、三种微观速度的区别,电流传导速率、电子定向移动速率、电子热运动速率,（,1,）电流,传导速率等于光速,，电路一接通，导体中的电子立即受到电场力的作用而定向移动形成电流。（对整体而言）,（,2,）电子,定向移动速率，其大小与电流有关,，一般数量级,10,5,m/s,。（对每个电子而言）,（,3,）电子的,热运动速率,，任何微观粒子都做无规则的运动，其速率与温度有关，通常情况为,10,5,m/s,。,讨论：如果认为电子的定向运动速率就是电流的传导速率，和我们的生活经验是否相符？怎样解释？,五、典型例题讨论,1,、如图示，电解液接入电路后，在,tS,内有,n,1,个一价正离子,通过溶液内截面,S,，有,n,2,个二价负离子,通过溶液内截面,S,，设,e,为元电荷，则以下关于通过该截面电流的说法正确的是（ ）,A,、当,n,1,=n,2,时，电流大小为零,+,B,、当,n,1,n,2,时，电流方向由,A,指向,B,，电流：,C,、当,n,1,n,2,时，电流方向由,A,指向,B,，电流：,D,、当,n,1,n,2,时，电流方向由,A,指向,B,，电流：,五、典型例题讨论,1,、如图示，电解液接入电路后，在,tS,内有,n,1,个一价正离子,通过溶液内截面,S,，有,n,2,个二价负离子,通过溶液内截面,S,，设,e,为元电荷，则以下关于通过该截面电流的说法正确的是（ ）,+,解析：正电荷移动形成的电流：,向右,负电荷移动形成的电流：,向右,五、典型例题讨论,2,、一条导线中的电流为,1.6A,，在,1s,内通过这条导线某一横截面积的电子有多少个？,3,、原子中的电子饶原子核的运动可以等效为环行电流。设氢原子的电子以速率,v,在半径为,r,的圆周轨道上饶核运动，电子的电荷量为,e,，等效电流有多大？,五、典型例题讨论,4,、（天津高考）在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为,U,的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为,S,、电流为,I,的电子束。已知电子的电荷量为,e,、质量为,m,，则在刚射出加速度时，一小段长为,l,的电子束的电子个数是（ ）,六、易误问题六点启示,1,、误认为电流的方向就是自由电荷的运动方向。,2,、不理解恒定电流的形成条件。,3,、电流,I=q/t,不要理解为,I,与,q,成正比，与,t,成反比。,4,、电解液导电电流的计算误用公式：,5,、自由电荷的定向移动速率与电流的传导速率不能正确区分。,只要,我们努力,无数的,希望,就会点缀,其中,希望,用最少的直线将,9,个点练起来！,知识成网,方法成套,习题成精,策略成型,心理成熟,2,、考试比什么？比谁错得少。,1,、题不在多，真懂才成。,高考试题，不是弱者生存， 也不是强者生存， 而是适者生存。,做题如做事，考试如人生。有所为有所不为，有所不为才能有所为。,学会舍得，有舍有得，小舍小得，大舍大得。,审题慢一点（,3,遍），做题就会快一点。,